矿井各种有害气体来源及性质
在煤矿生产过程中产生或煤层中涌出的有害气体有:甲烷,一氧化碳,二氧化硫,硫化氢,二氧化氮和氨气等。
1、甲烷(CH4)
瓦斯是指矿井中由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。
瓦斯是无色,无味的气体,标准状态下密度为0.716 kg/m3,对空气的相对密度为0.554。瓦斯在空气中具有较强的扩散性,局部地点较高浓度的瓦斯会自动向低浓度的区域扩散,从而使瓦斯浓度趋于均匀。在煤矿井下巷道中,风流流动一般处于紊流状态,由煤壁等处涌出的瓦斯很容易与空气均匀混合。瓦斯的化学性质不活泼,微溶于水。瓦斯是一种可燃性气体,当其在空气中的浓度达到某一范围时,遇适当的点火源就会发生燃烧或爆炸。
2、一氧化碳(CO)
一氧化碳是一种无色,无味,无臭的气体,检查时必须使用仪器。对空气的相对密度为0.97,微溶于水,浓度为13%~75%时遇火能引起爆炸。一氧化碳具有强烈的毒性,对人体有较大的危害,其主要原因是人体内的血红素与一氧化碳的亲和力比氧气大250~300倍,造成人体血液中毒。一氧化碳中毒者嘴唇呈绯红色,两颊有斑点。人体的一氧化碳中毒程度取决于一氧化碳浓度,接触一氧化碳的时间,呼吸频率和呼吸深度。高允许浓度为0.0024%。井下一氧化碳的主要来源有井下爆破煤炭自燃,瓦斯煤尘爆炸和柴油机车的尾气等。
3、硫化氢(H2S)
硫化氢有剧毒,是无色,微甜,有臭鸡蛋味的气体,相对密度为1.19,易溶于水,对眼睛及呼吸系统有强烈的刺激作用,空气中浓度达到0.05%时会使人中毒死亡,浓度在4.3%~46%时具有爆炸性。煤矿井下的硫化氢主要来源是:有机物的腐烂;含硫矿物的水解;老空水中放出;煤层中涌出。在内蒙古的乌海矿区,个别煤层的局部区域硫化氢的含量较高,影响采掘工作。处理的办法主要有:1加强通风;2煤层注碱水及撒碱石灰等:3控制采掘强度,调整作业时间;4个体防护。
需要注意的是:接近采空区作业,有水涌出,且伴有硫化氢的臭味时,往往是采空水发生透水事故的预兆。
4、二氧化氮(NO2)
二氧化氮为红褐色,相对密度为1.57,易溶于水。二氧化氮对人体的眼睛,呼吸道及肺部组织有强烈腐蚀作用。二氧化氮遇水形成硝酸HNO3,能破坏肺及全部呼吸系统组织,使血液中毒,经过6~24h后,肺肿发展,呈现严重咳嗽,并吐黄色的痰,还会出现剧烈的头痛,呕吐,人会很快死亡。
二氧化氮的浓度达0.004%时,即会出现喉咙受刺激,咳嗽,胸部发疼现象;达到0.01%时,短时吼内会出现严重咳嗽,声带痉挛,恶心,呕吐,腹痛,泻肚等症状;当达到0.025%时,短时间内人即会很快死亡。
井下二氧化氮的主要来源是爆破作业。
5、二氧化硫(SO2)
二氧化硫是无色,有强烈硫味及酸味的气体,相对密度为2.22,易溶于水。当二氧化硫与呼吸道的潮湿表面接触时能产生硫酸,硫酸能刺激并麻痹上部呼吸道的细胞组织,使肺及支气管发炎。当空气中二氧化硫浓度为0.0002%时,能引起眼睛红肿,流泪,咳嗽,头痛;达到0.05%时,能引起急性支气管炎,肺水肿,在短时间内有致命危险。
二氧化硫主要来源于含硫矿物的氧化,燃烧及在含硫矿体爆破等。
6、氨气(NH3)
氨气是无色气体,相对密度为0.6,有似氨水的剧臭味,易溶于水,在1L水中,可溶解700L。氨气有很强毒性,能刺激皮肤和上部呼吸道,能严重损伤眼睛。在矿井中氨气主要来源于火区。
